Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
29a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
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0 2 4 6 8 10 12
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3 4
pH
NaOH / mL
Determinação da Densidade de Carga Superficial de Sílica Modificada com Ácido Cloroacético.
Jocilene D. Torres* (PG), Lucas B. F. R. Cunha (IC) e Alexandre G. S. Prado (PQ).
jocilenedantas@yahoo.com.br
Instituto de Química, Universidade de Brasília, C.P. 4478, 70904-970 Brasília, DF, Brasil.
Palavras Chave: Densidade de carga superficial, ponto zero de carga, sílica modificada
Introdução
As sílicas modificadas quimicamente apresentam propriedades promissoras como catalisadores heterogêneos. Os materiais baseados em sílica gel podem ser isolados mais facilmente do meio reacional e serem reciclados, minimizando a quantidade de subprodutos nos processos químicos, indo de encontro com os princípios da química verde
1,2.
O objetivo desse trabalho é determinar a densidade de carga superficial da sílica modificada com ácido cloroacético através de titulações simultâneas, potenciométrica e condutimétrica, com a protonação e desprotonação da superfície do material em estudo a fim de compreender melhor seus sítios reativos.
Resultados e Discussão
A sílica modificada foi sintetizada pela co- condensação de tetraetilortossilicato com o agente sililante preparado a partir da reação entre aminopropiltrimetoxisilano e ácido cloroacético. A estrutura mesoporosa foi dada pela n-dodecilamina2 que posteriormente foi extraída em refluxo de etanol quente, o material foi denominado SiAc.
As titulações condutimétricas e potenciométricas foram realizadas utilizando 25,0 mL de uma suspensão aquosa de SiAc 20,0 g/L. A sílica foi totalmente protonada pela adição de 2,00 mL de HCl 1 mol/L. A mesma foi titulada com uma solução de NaOH 0,88 mol/L. A densidade superficial da SiAc foi determinada através da equação3:
onde σ0 é a densidade superficial de carga, F a constante de Faraday, A área superficial, V o volume utilizado, CT é a concentração total dos sítios superficiais e K1 e K2 são respectivamente a primeira e a segunda constantes de dissociação.
As titulações potenciométrica e condutimétrica forneceram valores de K1 e K2 de 1,047 x 10-2 e 2,82 x 10-9, respectivamente (Figura 1). No ponto de carga zero (pcz) há uma neutralização entre cargas
superficiais opostas, isso ocorre quando pH = 5,15.
Observando a Figura 2, nota-se que na faixa de pH entre 4,12 e 6,65 a 25 °C a densidade de carga superficial é aproximadamente nula (σ0 ˜ 0).
Figura 1. Titulações potenciométrica e condutimétrica da SiAc protonada.
Figura 2. Variação da densidade superficial de carga da SiAc em função do pH.
Conclusões
Os dados obtidos mostram que na região com pH
< 4,12, a superfície encontra-se parcialmente protonada e com carga positiva. Entre os pH 4,12 e 6,65, a carga dos sítios superficiais é mínima (σ0 ˜ 0), sendo que em pH = 5,15 a carga superficial é nula.
Quando o pH > 10,0 os sítios encontram-se totalmente desprotonados e a superfície possui carga negativa. Esta técnica provou ser uma ferramenta útil para melhor compreender a reatividade superficial da SiAc em seus processos catalíticos.
Agradecimentos
Os autores agradecem a CAPES e ao CNPq pelas bolsas concedidas.
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1 Clark, J. H. Acc. Chem. Res. 2001, 35, 791.
2 Prado, A. G. S.; Airoldi, C. J. Mater. Chem. 2002, 12, 3823.
3 Campos, A. F. C.; Tourinho, F. A.; Silva, G. J.; Lara, M. C. F. L. e Depeyrot, J. Eur. Phys. J. E. 2001, 6, 29.
0 2 4 6 8 10 1 2 1 4
-0,05 -0,04 -0,03 -0,02 -0,01 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04
σ/C.m-2
pH
